Cтраница 4
По своей природе параболоиды являются широкополосными структурами, поэтому их диапазонность определяется главным образом конструкцией-первичных облучателей. При этом диапазоны 300 - 600 Мгц и 2 - 4 Ггц перекрывались облучателями в виде электромагнитных рупоров, возбуждаемых прямоугольными волноводами; облучателем в диапазоне 100 - 180 Мгц являлась система, состоящая из двух диполей и плоского отражателя, а в диапазоне 160 - 320 Мгц - из диполя с уголковым отражателем. [46]
В Японии [56] разработан измеритель распределения компонентов или влаги в ленте с использованием радиоволн СВЧ. Лента движется между двумя отражателями, один из которых вогнутый, неподвижный, другой - плоский, вибрирующий. Пучок электромагнитной энергии, направленный из неподвижной антенны на плоский отражатель, в результате его вибраций непрерывно сканируется по ширине ленты по мере ее перемещения. Электромагнитный пучок проходит через ленту, отражается обратно плоским отражателем и сравнивается по интенсивности с генерированным. [47]
Во всех упомянутых широкополосных системах исследование образцов биологических тканей проводится на основе метода введения образца. Для обеспечения хорошего акустического контакта в качестве контактной среды используется вода или физиологический раствор. Обычно применяется либо схема с двумя преобразователями, либо схема с одним приемоизлучающим преобразователем и плоским отражателем. Принятые ультразвуковые импульсы преобразуются в спектр акустических частот и зависимость а. За единственным исключением, во всех системах предусмотрена возможность того, чтобы излучаемые акустические импульсы содержали по возможности наименьшее число периодов высокочастотных колебаний. Спектральный анализ принятых сигналов выполняется либо с помощью аналогового высокочастотного спектроанализато-ра, либо на основе предварительного цифрового преобразования импульса с последующим машинным расчетом его спектра, который осуществляется с помощью алгоритма дискретного фурье-преобразования. Второй способ позволяет сохранить фазовую информацию с целью определения дисперсии скорости звука, однако в зависимости от типа применяемого компьютера его возможности могут быть ограничены по быстродействию, динамическому диапазону и интервалу рабочих частот. Исключение в этом плане представляет спектрометрическая система с временной задержкой, которую Хейсер и Круазетт [99] первоначально разработали для получения изображений в трансмиссионном режиме. [48]
В Японии [56] разработан измеритель распределения компонентов или влаги в ленте с использованием радиоволн СВЧ. Лента движется между двумя отражателями, один из которых вогнутый, неподвижный, другой - плоский, вибрирующий. Пучок электромагнитной энергии, направленный из неподвижной антенны на плоский отражатель, в результате его вибраций непрерывно сканируется по ширине ленты по мере ее перемещения. Электромагнитный пучок проходит через ленту, отражается обратно плоским отражателем и сравнивается по интенсивности с генерированным. [49]
Все это очень усложняет измерения и вносит свои погрешности. Поэтому в настоящее время изыскиваются другие возможности проведения подобных измерений. Измеряемый излучатель располагается горизонтально. Снабженный параболическим рефлектором, он создает направленный пучок, который падает на плоский отражатель, расположенный под углом 45 к направлению волны. Отразившись от рефлектора, волна попадает на конический отражающий элемент радиометра. [50]
Экспериментальное изучение указанных зависимостей является сложной и трудоемкой задачей, которая решается в настоящее время многими исследователями в СССР и за рубежом. Автор установил, что в качестве контактной смазки лучшие результаты дает машинное масло. По мере ухудшения чистоты обработки поверхности разброс значительно возрастает. Амплитуда эхосигнала от плоского отражателя, имеющего форму круга, для малых размеров отражателя оказывается пропорциональной квадрату радиуса отражателя, а для больших - пропорциональной первой степени этого радиуса. Амплитуда эхосигнала от малых плоских отражателей круглой формы без учета затухания ультразвуковых колебаний обратно пропорциональна квадрату расстояния до отражателя; для отражателей цилиндрической формы - обратно пропорциональна расстоянию в степени 3 / 2 и для большего плоского отражателя впервой степени его. [51]
При измерении обратного рассеяния используется один преобразователь, в других случаях необходимы два преобразователя. В общем случае в среду излучается акустический импульс, а принятый рассеянный сигнал, полученный в режиме типа А, стробируется таким образом, чтобы рассеивающий объем определялся областью пересечения двух пучков. Излучаемый акустический сигнал может быть тональным ( синусоидальным) или широкополосным импульсом. В последнем случае для определения зависимости рассеянной мощности от частоты необходим спектральный анализ принятого сигнала. В работе [51] рассмотрена возможность применения тональных импульсных сигналов для измерения обратного рассеяния ультразвука с помощью метода замещения, в основе которого лежит сравнение полученных сигналов с сигналами, рассеянными эталонной мишенью, например, плоским отражателем. При попытках провести абсолютные измерения рассеяния необходимо выполнить операцию обращений свертки спектральной характеристики преобразователя и используемой электронной аппаратуры с характеристикой исследуемой ткани по результатам измерений на плоском отражателе. Следует отметить, что во многих работах результаты измерения рассеяния все еще выражаются в децибелах относительно значений, полученных для выбранного плоского отражателя. Отражатель должен быть установлен на том же расстоянии от преобразователя, что и рассеивающий элемент, причем оба они с целью уменьшения погрешностей, связанных с эффектом компенсации фаз, должны находиться в дальнем поле преобразователя. [52]
Экспериментальное изучение указанных зависимостей является сложной и трудоемкой задачей, которая решается в настоящее время многими исследователями в СССР и за рубежом. Автор установил, что в качестве контактной смазки лучшие результаты дает машинное масло. По мере ухудшения чистоты обработки поверхности разброс значительно возрастает. Амплитуда эхосигнала от плоского отражателя, имеющего форму круга, для малых размеров отражателя оказывается пропорциональной квадрату радиуса отражателя, а для больших - пропорциональной первой степени этого радиуса. Амплитуда эхосигнала от малых плоских отражателей круглой формы без учета затухания ультразвуковых колебаний обратно пропорциональна квадрату расстояния до отражателя; для отражателей цилиндрической формы - обратно пропорциональна расстоянию в степени 3 / 2 и для большего плоского отражателя впервой степени его. [53]
При измерении обратного рассеяния используется один преобразователь, в других случаях необходимы два преобразователя. В общем случае в среду излучается акустический импульс, а принятый рассеянный сигнал, полученный в режиме типа А, стробируется таким образом, чтобы рассеивающий объем определялся областью пересечения двух пучков. Излучаемый акустический сигнал может быть тональным ( синусоидальным) или широкополосным импульсом. В последнем случае для определения зависимости рассеянной мощности от частоты необходим спектральный анализ принятого сигнала. В работе [51] рассмотрена возможность применения тональных импульсных сигналов для измерения обратного рассеяния ультразвука с помощью метода замещения, в основе которого лежит сравнение полученных сигналов с сигналами, рассеянными эталонной мишенью, например, плоским отражателем. При попытках провести абсолютные измерения рассеяния необходимо выполнить операцию обращений свертки спектральной характеристики преобразователя и используемой электронной аппаратуры с характеристикой исследуемой ткани по результатам измерений на плоском отражателе. Следует отметить, что во многих работах результаты измерения рассеяния все еще выражаются в децибелах относительно значений, полученных для выбранного плоского отражателя. Отражатель должен быть установлен на том же расстоянии от преобразователя, что и рассеивающий элемент, причем оба они с целью уменьшения погрешностей, связанных с эффектом компенсации фаз, должны находиться в дальнем поле преобразователя. [54]
Экспериментальное изучение указанных зависимостей является сложной и трудоемкой задачей, которая решается в настоящее время многими исследователями в СССР и за рубежом. Автор установил, что в качестве контактной смазки лучшие результаты дает машинное масло. По мере ухудшения чистоты обработки поверхности разброс значительно возрастает. Амплитуда эхосигнала от плоского отражателя, имеющего форму круга, для малых размеров отражателя оказывается пропорциональной квадрату радиуса отражателя, а для больших - пропорциональной первой степени этого радиуса. Амплитуда эхосигнала от малых плоских отражателей круглой формы без учета затухания ультразвуковых колебаний обратно пропорциональна квадрату расстояния до отражателя; для отражателей цилиндрической формы - обратно пропорциональна расстоянию в степени 3 / 2 и для большего плоского отражателя впервой степени его. [55]
Все это очень усложняет измерения и вносит свои погрешности. Поэтому в настоящее время изыскиваются другие возможности проведения подобных измерений. Измеряемый излучатель располагается горизонтально. Снабженный параболическим рефлектором, он создает направленный пучок, который падает на плоский отражатель, расположенный под углом 45 к направлению волны. Отразившись от рефлектора, волна попадает на конический отражающий элемент радиометра. Воздух, попадая на плоский отражатель, скользит вдоль его поверхности и не оказывает влияния на датчик радиометра. Чувствительный элемент радиометра выполнен коническим для того, чтобы предотвратить возникновение между ним и излучателем стоячих звуковых волн. Такой прибор нечувствителен к воздушным потокам и может быть выполнен менее тщательно, так как предназначен для измерения общей мощности. Однако несмотря на эти преимущества широкого применения он еще не нашел, вероятно, потому, что его показания существенно меняются в зависимости от изменения характеристики направленности излучателя. [56]
При измерении обратного рассеяния используется один преобразователь, в других случаях необходимы два преобразователя. В общем случае в среду излучается акустический импульс, а принятый рассеянный сигнал, полученный в режиме типа А, стробируется таким образом, чтобы рассеивающий объем определялся областью пересечения двух пучков. Излучаемый акустический сигнал может быть тональным ( синусоидальным) или широкополосным импульсом. В последнем случае для определения зависимости рассеянной мощности от частоты необходим спектральный анализ принятого сигнала. В работе [51] рассмотрена возможность применения тональных импульсных сигналов для измерения обратного рассеяния ультразвука с помощью метода замещения, в основе которого лежит сравнение полученных сигналов с сигналами, рассеянными эталонной мишенью, например, плоским отражателем. При попытках провести абсолютные измерения рассеяния необходимо выполнить операцию обращений свертки спектральной характеристики преобразователя и используемой электронной аппаратуры с характеристикой исследуемой ткани по результатам измерений на плоском отражателе. Следует отметить, что во многих работах результаты измерения рассеяния все еще выражаются в децибелах относительно значений, полученных для выбранного плоского отражателя. Отражатель должен быть установлен на том же расстоянии от преобразователя, что и рассеивающий элемент, причем оба они с целью уменьшения погрешностей, связанных с эффектом компенсации фаз, должны находиться в дальнем поле преобразователя. [57]